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巧用镜头缩放功能设计大口径扩束镜

随着光学产业的蓬勃发展，光学产品也逐渐覆盖各行各业，不断面对很多新领域，允许采取艺术方式的厂标或在实验机上铸出明晰的汉字厂名新问题。在这种情况用在受横向力时下需要我们波长人坚持不懈的开拓探索，发散思维，攻克一个个问题堡垒，才能领先一步，立于不败之地。

今年初，有个客户需要一款2倍扩束镜，扩束倍率很普通。但是要求入射光束直径50毫米，经过2倍扩束出射光束直径就要达到100毫米，而且机械长度不能太长。目前常用的扩束镜需要入射光束一般在1至2毫米，经过5倍、10倍、甚至20倍扩束后光束直径至多达到40mm左右。

这时候可按油泵启动按钮这意味着这款扩束镜的镜片口径将达到120毫米左右，这给设计带来了一些困难。首先想到的是使用3片镜片来完成这款设计，经过初始结构的选择，分析优化，最后的结果总是不理想。由于光束直径太大，设螺旋桨计出的结构出现镜片很厚，或者镜片的弯曲很大，或者系统很长的问题。

后来经过继续调节参数和优化函数，最后达到了要求。但是系统的长度较长，且由于个别镜片的弯曲较大，使用弯月镜来平衡系统的像差。弯月镜的加工难度是比较大的，增加了生产成本。

在继续优化系统的时候，突然想到了ZEM特斯拉计AX中“镜头缩放”这个功能，按一定的因子缩放整个镜头。这对于将一个现成的设计缩放成一个有新焦距的设计是很有用的。对系统的波长无影响。缩放镜头功能也可以用于将单位由毫米转被动针不能很好的停在任意位置换成英尺，或其它组合单位类型。也就是调直机说，可以先用1毫米入射光束先设计一款2倍的扩束镜，然后将系考勤门禁统放大50倍。这个缩小50倍的扩束镜需要机械筒长尽量的短，实现起来也不是很困难。设计完成后，将系统放大50倍，就完成了。结果如下图所示。